专利名称：非电触点控制的阀门电动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及阀门电动装置，它与阀门配套组成电动阀门。广泛应用于工农业生产的管网系统中，通过摇控或自动控制实施阀门的开启与关闭，实现对管网系统中输送介质的控制。
在现有技术中，有许多阀门电动装置，但都是按中华人民共和国专业标准《阀门电动装置技术条件》ZBJ16002－87的定义“电动机驱动，电触点控制，……”的阀门电动装置。按此标准生产、使用的电触点控制的阀门电动装置存在着如下的问题1.其行程控制机构是将蜗轮、输出轴的转动量通过齿轮多级减速、带动凸轮、触点式微动开关输出，做为阀门行程(阀杆)转动量的控制信号。该机构的结构复杂、零件多、制造工艺要求严格，因而给加工制造、装配调试、使用维修都带来了困难，且控制精度低、可靠性差、受最大转动圈数的限制。
2.其转矩控制机构是将蜗杆(轴)上的轴向力通过蝶形弹簧的受压变形量，经齿轮变速后，带动扇形轮，以角位移量的形式用触点式微动开关输出，做为阀门关闭力矩的控制信号。该机构结构复杂、零件多、制造工艺要求严格，因而给加工制造、装配调试、使用维修都带来了困难，且控制精度低、可靠性差。
3.电触点控制本身满足不了对防爆、防震等环境条件的要求，因而需要采取防爆、抗震等措施，使主体结构复杂；既使这样也难以适应有严格要求的环境条件；电触点控制的可靠性差、使用寿命短。
4.行程控制机构受最大转动圈数限制，影响了阀门电动装置与阀门的配套选择；转矩控制机构仅能检测蜗杆轴上的蝶形弹簧受压状态下的变形量，该变形量受外界环境条件、弹簧性能、齿轮变速影响太大，因而转换为转矩的精确度低，重复精度差，这对阀门的使用和保护是不利的。
5.该阀门电动装置还有一个突出的问题是调试和使用维修困难，且结构尺寸大、重量大。
本实用新型的目的在于克服以上所述现有技术的不足，提供一种非电触点控制的阀门电动装置。与现有技术相比，本实用新型的阀门电动装置结构简单、尺寸小、重量轻，控制精度高、可靠性好，且加工制造、装配调试、使用维修方便、使用寿命长。
为实现本实用新型的上述目的，本实用新型的非电触点控制的阀门电动装置由主体结构和微电脑控制器组成。
所说主体结构包括一个由电动机相继驱动的蜗杆、蜗轮及输出轴单元；一个行程控制机构，设置在输出轴的末端，用于检测输出轴的转动量；一个转矩控制机构，设置在蜗杆轴的前端，用于检测蜗杆轴上的拉力或压力；
一个手轮机构，设置在输出轴的另一端，用于完成手动操作；一个手动——自动电磁切换机构，设置于手轮与输出轴前端之间，通过离合器完成手动时手轮与输出轴的啮合，自动时蜗轮与输出轴的啮合。
一个阀门工作状态和阀门开度显示装置，设置于主体结构上，用于显示阀门的工作状态和阀门开度值。
本实用新型的改进在于a.所说的行程控制机构上设置第一非电触点式传感器，用于向所说的微电脑控制器输出一个第一检测信号，即有关输出轴正向和反向转动时的转动量的检测信号；b.所说的转矩控机构上设置第二非电触点式传感器，用于向所说的微电脑控制器输出一个第二检测信号，即有关蜗杆轴上拉力或压力的检测信号；c.所说的微电脑控制器依据接收到的第一、第二检测信号，经过处理后，向所说的主体结构发出控制信号，以控制阀门的动作。并同时向工作状态和阀门开度显示装置发出信号，以显示工作状态和阀门开度值。
按照本实用新型的优选实施例a.所说的第一非电触点式传感器是光电式计数传感器；b.所说的第二非电触点式传感器是电阻应变式拉压传感器或压电式传感器、电容式传感器；
c.该阀门电动装置还包括一个手动——自动电磁切换机构，实施手动和自动的切换；d.该阀门电动装置还包括阀门工作状态和阀门开度的显示装置。
为了更好的理解本实用新型的实质，下面参照附图详细描述本实用新型的非电触点控制的阀门电动装置的优选实施例。其中
图1是电动阀门的总体示意图；图2是本实用新型的阀门电动装置的总体示意图；图3、4和5分别是本实用新型的阀门电动装置的主视、俯视和侧视剖面图。
如
图1所示，电动阀门200由本实用新型的阀门电动装置100和多种通径的阀门110组成，以满足使用的要求。
如图2所示，本实用新型的阀门电动装置100，由主体结构101及微电脑控制器102两大部分组成。该阀门电动装置100可实施阀门自身的手动控制、自动控制、遥控，也可以通过联网实施程序控制。其微电脑控制器102可以作为一个整体置于主体结构101内，也可以部分地放置在主体结构101内，另一部分放在控制箱内。
如图3、4和5所示，阀门电动装置100的主体结构101由电动机11、蜗杆(轴)6、蜗轮7、输出轴5、阀门联接法兰10和手轮1组成。在主体结构上还设置有行程控制机构12、转矩控制机构4、手动——自动电磁切换机构2、离合器3等相应部件。微电脑控制器102和开度显示装置8置于主体结构101的壳体上。
阀门电动装置在手动工作状态下的工作拨动手动——自动电磁切换机构2的手把9，通过离合器3让手轮1与输出轴5相啮合，转动手轮1，可实施手动对阀门的开启或关闭。
阀门电动装置在自动工作状态下的工作在电动机11通电的同时，手动——自动电磁切换机构2自动将离合器3导至蜗轮7与输出轴5相啮合。在电动机11的驱动下，通过蜗杆(轴)6、蜗轮7、输出轴5输出转动力矩，实施对阀门的自动开启或关闭。该电动机11的驱动可以是电动阀门自身的自动控制或遥控，也可以是联网的程序控制。
在输出轴5转动的同时，行程控制机构12对其转动量进行检测并将检测信号120输送到微电脑控制器102进行处理。控制器102通过控制信号130向主体结构101实施对转动圈数——阀门开启或关闭行程的控制。
当阀门关闭到位时，输出轴5及蜗轮7停止转动，蜗杆(轴)6则产生轴向力；此时转矩控制机构4对轴向力进行检测，并将检测信号120输送到微电脑控制器102进行处理，控制器102通过控制信号130向主体结构101实施对阀门110关闭力矩的控制，以保证阀门的可靠关闭，并保护阀门不发生关闭力矩过载。
当阀门开启或关闭过程中，遇到故障致使阀门110无法完成开启或关闭动作时，输出轴5则停止转动，使蜗杆(轴)6产生轴向拉力或压力，此轴向力通过转矩控制机构4检测，并将检测信号120输送到微电脑控制102；控制器102向主体结构101发出控制信号130，及时停止电动机11的驱动，并发出故障报警信号，以保护阀门110。
在该阀门电动装置100的主体结构101上手轮1、手动——自动电磁切换机构2、离合器3、输出轴5、蜗杆(轴)6、蜗轮7、手把9、法兰10、电动机11都是通用机械部件。设置的所有开关或传感器均为无触点式的，因而提了其防爆、抗震等性能，并极大地提高了工作可靠性和使用寿命。
在该阀门电动装置100中设置的行程控制机构12可以采用非电触点式的光电计数传感器进行转动量检测。该传感器置于输出轴5的末端，用于准确地检测输出轴5的转动量，从而避免了主体结构本身系统误差的影响，极大地提高行程检测精度和重复精度；而且该检测信号是连续值，且不受最大转动圈数的限制，从而使阀门电装置100与阀门110的配套范围很宽阔。
在该阀门电动装置100中设置的转矩控制机构4可以采用非电触点式的电阻应变式拉压传感器或压电式传感器，也可以为电容式传感器。该传感器置于蜗杆(轴)6的一端，可以连续而准确地检测出蜗杆轴的拉、压力，更主要的是检测的精度高、重复精度高。这对控制阀门的开启和关闭力矩是极为重要的，从而保证了合理选用电动阀门，对保护管网系统中的电动阀门极其重要。
可以使用任何公知的微处理器芯片组成实用新型的微电脑控制器102。微电脑控制器102的作用是接收来自主体结构101的各种检测信号120；经过处理后，向主体结构101发出各种控制信号130，控制主体结构101的动作，并驱动阀门110完成140指令。微电脑控制器102还可以根据联网控制信号150对主体结构101实现上述控制。实现微电脑控制器102上述操作的软件程序是简单的，并且是该领域的普通技术人员公知的，这里不必赘述。
经过微电脑控制的阀门工作状态、阀门开度还可以通过阀门工作状态和开度显示装置8，用指示灯、数码管进行显示，将该电动阀门200的状态清晰地显示出来。
综上所述，本实用新型的阀门电动装置和现有技术相比，具有如下特点1.由于使用了非电触点式光电计数传感器的行程控制机构12，从而极大地提高了行程检测精度和重复精度，消除了主体结构本身的系统差误，提高了控制精度和可靠性；2.由于使用了非电触点式力值传感器的转矩控制机构4，从而连续、准确地检测出蜗杆(轴)6上的轴向拉、压力，既可以精确可靠地控制阀门的开启力矩和关闭力矩，而且重复精度很高；3.该微电脑控制器102可以与任何型式的集中控制设备联网，实现联网程序控制，而不需增加任何中间转换装置；
4.手动——自动电磁切换机构2，通过离合器3，可以方便、可靠地完成手动与自动的切换；5.该阀门电动装置100的现场主体结构101上没有任何电触点式开关，从而极大地提高了电动阀门200对环境条件的适用性，而且该阀门电动装置100的使用寿命长；6.该阀门电动装置用指示灯、数码管显示方式，将电动阀门200的工作状态和阀门开度直观而清晰地显示出来；7.该阀门电动装置100的结构尺寸小、重量轻、使用维修简单方便、可靠。
权利要求1.一种非电触点控制的阀门电动装置，由主体结构(101)和微电脑控制器(102)组成。所说的主体结构(101)包括一个由电动机(11)相继驱动的蜗杆轴(6)、蜗轮(7)和输出轴(5)、联接法兰(10)、手轮(1)单元；一个行程控制机构(12)，设置在输出轴(5)的末端，用于检测输出轴的转动量；一个转矩控制机构(4)，设置在蜗杆轴(6)的一端，用于检测蜗杆轴的拉、压力；其特征在于a.所说行程控制机构(12)上设置第一非电触点式传感器，用于向所说微电脑控制器(102)输出一个第一检测信号，即有关输出轴(5)的转动量的检测信号；b.所说转矩控制机构(4)上设置第二非电触点式传感器，用于向所说微电脑控制器(102)输出一个第二检测信号，即有关蜗杆轴(6)的拉力或压力的检测信号；c.所说微电脑控制器(102)依据接收到的第一、第二检测信号，经处理后，向所说主体结构(101)发出控制号，以控制阀门(110)的动作；
2.根据权利要求1所述的阀门电动装置，其特征在于所说第一非电触点式传感器是光电计数式传感器。
3.根据权利要求1所述的阀门电动装置，其特征在于所说的第二非电触点式传感器是电阻应变式拉压传感器或压电式传感器、电容式传感器。
4.根据权利要求1所述的阀门电动装置，其特征在于该阀门电动装置的手动——自动切换由电磁切换机构(2)、手轮(1)、离合器(3)，自动切换完成。
5.根据权利要求1所述的阀门电动装置，其特征在于该阀门电动装置还包括阀门工作状态和阀门开度的显示装置(8)。
6.根据权利要求1所述的阀门电动装置，其特征在于该阀门电动装置主体结构上的开关均为非电触点式开关。
专利摘要一种非电触点控制的阀门电动装置，属于阀门电动控制领域，该阀门电动装置包括由电动机相继驱动的蜗杆(轴)、蜗轮和输出轴、手轮，还包括行程控制机构、转矩控制机构、手动-自动电磁切换机构、阀门工作状态及开度显示装置组成的主体结构和微电脑控制器。其改进在于使用非电触点式传感器检测信号，并通过微电脑控制器控制阀门的操作，具有结构简单、控制精度高、可靠性高、寿命长、维修使用方便等优点。
文档编号F16K31/02GK2211529SQ95206769
公开日1995年11月1日 申请日期1995年3月28日 优先权日1995年3月28日
发明者郭振兴 申请人:郭振兴